Выбор основных параметров грузовой лебедки крана

Московский автомобильно-дорожный институт                                                                                                                                     

(Государственный технический  университет)

 

Кафедра: Сервис дорожно-строительных машин 

Дисциплина: Дорожные и строительные машины.

                                       

 

                                          Расчетная работа №1

                                                      Тема

         «Выбор основных параметров грузовой                      

                           лебедки крана»

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Москвина Маргарита

Группа: 1БЭС2

Вариант:13

Проверил: Безрук Борис Наумович

                                            г. Москва

                                            2014 год

 

1)Цель работы.

Изучение устройства реверсивной лебедки с электроприводом: ознакомление с деталями машин общего назначения и наиболее распространенными сборочными единицами грузоподъемных машин: освоение методики подбора основных элементов и определяющих параметров грузоподъемных машин на примере  грузовой лебедки (рис. 1)

 

Рис. 1. Кинематическая схема лебедки:

1-грузовой барабан, 2 и 5-муфты; 3-редуктор; 4-тормоз; 6-двигатель

2. Исходные данные

№ варианта	Грузоподъемность Q, кН	Скорость подъема груза V(м/мин)	Высота подъема груза Н (м)	Продолжительность включения ПВ (%)	№ схемы по рис. 2
13	30	30	10	25	3

 

 Рис. 2. Схема полиспаста.

Кратность полиспаста: in-4 

 

 

 

3. Методика  и последовательность выполнения  работы.

3.1. Определение усилия в канате  механизма подъёма.

 

In -передаточное число или кратность полиспаста;

  - общий КПД  полиспаста ( зависит от количества блоков «m»,

конструкции полиспаста и КПД одного блока = 0,96...0,99;)

q- вес крюковой подвески (   0,03*Q  ), кН;

а -коэффициент сдвоенности (а=1 при простом полиспасте, а=2   при

сдвоенном).

q= 0,03*30

In = 4

a= 1

S=(30+0,9)/(4*1*0,96)=8,04 кН.

Наибольшее допустимое разрывное усилие в канате

R = S*kП , кН

 где,kП– коэффициент запаса прочности, принимаемый для грузовых канатов лебедок с машинным приводом;

 

ПВ %	25
kП	2,5
Режим работы	средний

 

R=S*Кп, кН.

R=8,04*2,5=20,1 кН.

По найденному разрывному усилию выбираем канат, исходя из данных, приведенных в таблице. Разрывное усилие должно быть >= R

 

Канат ЛК-Р по ГОСТ 2688-80

По найденному разрывному усилию выбираем канат, исходя из данных, приведенных в таблице. Разрывное усилие должно быть ≥ R.
Диаметр каната (мм)	Масса 100м каната (м)	Временное сопротивление разрыву материала проволок каната (МПа)
6,9	176,6	1470	1568	1764	1960
		Разрывное усилие каната, кН
			24,0	26,30	28,70

 

 

3.2 Определение  основных размеров барабана и  блоков 
Наименьший допустимый диаметр барабана для негладких барабанов измеряется по дну канавки

Dб = dк*(е - 1),мм  

dк - диаметр каната, мм

е - коэффициент, зависящий от режима механизма.

ПВ, %	25
е	25

 

Dб =d k*(e-1), мм

Диаметр Dб округляется в большую сторону до величины, кратной 50.

Dб=6,9*(25-1)=165,6 мм

Диаметр Dб округляется в большую сторону до величины, кратной 50.

Dб=200 мм

Длина каната, наматываемого на барабан.

l= Н*а* in= 4

В грузовых лебедках, как правило, навивка каната на барабан производится в один слой, на поверхности барабана делается нарезка.

Необходимое число витков этой нарезки.

Z= (40000 / 3,14 (200+6,9)) + 5*1 = 66.6

Пять витков добавляют из условия, чтобы при полностью опущенном крюке

 на барабане  осталось не менее чем 1,5 запасных  витка, остальные 3-4 витка необходимы  для закрепления каната.

Длина нарезной части барабана 
L=Z*t, мм.

Где t- шаг навивки, зависящий от диаметра каната мм

t=dk+(1,5…2) ,мм.

t=6,9+1,6=8,5 мм.

L=8,5*66,6=566,1 мм.

Соотношение размеров барабана должно удовлетворять условию

L/ Dб= 566,1/200=2,83

 

 

                           3.3. Выбор элементов привода.

 В соответствии с вариантом полиспаста определяем скорость каната, навиваемого на барабан.

Vk=Vгр *iП, м/мин

Vгр - скорость подъёма груза, м/мин.

Vk=4*30=120 м/мин

Необходимая скорость вращения барабана.

,об/мин.

nб=120000/(3,14* (200 +6,9))=184,7 об/мин.

Необходимое расчётное передаточное число редуктора.

    

где, пд- частота вращения вала электродвигателя.

Электродвигатели, используемые в грузовых лебедках, имеют различные частоты вращения вала пд, например 1500, 1000, 750об/мин.

Для более точного подбора передаточного числа типового iРТ определяем три возможных расчётных значения

nд1 = 1500 об/мин;

n д2 = 1000 об/мин;

nд3 = 750 об/мин;

а)= 1500/184,7=8,12

б)= 1000/184,7=5,41

в)= 750/184,7=4,06

Из табл.3 выбираю значение передаточного числа  , наиболее близкое к одному из трёх расчётных значений, и исполнение редуктора.

Передаточное число	8,23
Исполнение редуктора	9
Число зубьев шестерен
I пара	30 69
II пары	18 81

 

ηо- общий КПД механизма подъёма груза при использовании редукторов типа РМ=0,83.

NД = (30+0,9)*30/60*0,83=18,61

Исходя из выбранной частоты вращения вала электродвигателя по табл.4 определяю тип электродвигателя мощностью > NД .

Тип	Мощность (кВт) при частоте вращения 1500 об./мин.
4АI80	22,0

 

По табл. 5 подбираю типовой редуктор, сообразуясь с частотой вращения выходного вала, мощностью выбранного двигателя и исполнением редуктора.

Выбор марки редуктора производится в следующем порядке. В вертикальном столбце, соответствующем выбранному по табл.3 исполнению редуктора, выбирается типовое значение мощности редуктора, величина которого > NД. Затем проверяем, не превышает ли скорость вращения электродвигателя пД допустимого значения скорости вращения вала выбираемого редуктора.

 

Марка редуктора	Максимально допустимая частота ведущего вала (об/мин)	Исполнение редуктора
РМ-400	1500	VIII
		Мощность на вед. валу
		22,5

 

3.4 Определение  действительной скорости подъёма  груза

В связи с тем, что значение передаточного числа редуктора 1РТне совпадает с расчётным значением , действительная скорость подъёма грузаVгр' будет отличаться от заданной. Действительная скорость вращения барабана.

об/мин.

 

Действительная скорость каната.

Vк’ = пб’* π *(Dб+dк), м/мин.

Vк’=182, 26*3,14(200+6,9)=118408,87 мм/мин=118,4 м/мин

 

Действительная скорость подъёма груза.

Vгр’ =Vк’/iП, м/мин.

Vгр’=118,4/4=29,6 м/мин.

3.5 Определение  параметров и выбор тормоза.

Наибольший момент, возникающий на тормозном валу подъёмного механизма при торможении опускающего груза, может быть подсчитан без учёта динамического момента по формуле:

М=(Q + q )*Dб * ηo / ( *in*2) Нм.

М=(30+0,9)*200*0,83/2*4*8,23=77,9 Нм.

Расчётный тормозной момент.

МT>М*β ,Нм..

β - коэффициент запаса тормозного момента, зависящий от режима работы.

ПВ,%	25
β	1,75

 

М* β =77,9*1,75

МT>136,325 Нм

По расчётному тормозному моменту из табл.6 или 7 выбирается тип

тормозного момента.

Тип тормоза	Тормозной момент, Нм	Длина рычага, мм		Ширина колодки Вк, мм	Диаметр тормозного шкива Dтмм
		l1	l2
ТКТ-200	160	205	135	90	200

 

Тормоз с короткоходовым электромагнитом.

 

1, 5 – вертикальные рычаги; 2 – скоба; 3 – короткоходовой электромагнит; 4 – якорь; 6 – головка болта; 7, 9 – пружины (основная и вспомогательная); 8 – шток; 10 – основание; 11 – колодки.